(57)【要約】【課題】  排気エネルギを確実に増大させて実際の機関出力を確実に増大させる。【解決手段】  要求トルクＴＱＴと、実際の機関トルクＴＱＡとをそれぞれ求め、要求トルクＴＱＴから実際のトルクＴＱＡを減算することによりトルク不足分ＴＱＳを求める（ＴＱＳ＝ＴＱＴ−ＴＱＡ）。トルク不足分ＴＱＳが許容限界値ＬＭＴＴＱよりも大きいときには、排気エネルギ増大フラグがセットされる（ＸＥＥＸ←１）。排気エネルギ増大フラグがセットされると、主燃料の噴射時期が遅角され、ターボチャージャ内に流入する排気エネルギが増大される。このとき、たとえば機関出力が変動しないように、主燃料量が増量補正される。トルク不足分ＴＱＳが許容限界値ＬＭＴＴＱよりも小さいときには、アクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣにかかわらず、排気エネルギ増大作用は停止される。【選択図】      図３
2006017073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気過給機と燃料噴射手段とを具備した内燃機関において、要求出力に対する実際の機関出力の不足分である出力不足分が予め定められた許容限界よりも大きいか否かを判断し、該出力不足分が許容限界よりも大きいと判断されたときには、排気過給機内に流入する排気ガスのエネルギである排気エネルギを一時的に増大させるために主燃料の噴射時期を一時的に遅角すると共にこのとき機関状態が変動しないように主燃料を増量補正する燃料供給制御装置。
【請求項２】
主燃料の噴射時期の許容最大遅角量を機関運転状態に基づいて求め、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角させるべきときには主燃料の噴射時期を該許容最大遅角量だけ遅角するようにした請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項３】
燃料噴射圧を制御する手段を具備し、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときには燃料噴射圧を低下させるようにした請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項４】
燃料噴射圧を制御する手段を具備し、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときには燃料噴射圧を上昇させるようにした請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射手段が、燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁と、燃料噴射弁に燃料を供給する蓄圧室とを具備し、主燃料を噴射するのに先立って補助燃料を噴射し、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときには、補助燃料を増量補正すると共に、補助燃料の噴射時期を前記遅角された主燃料の噴射時期に基づいて設定するようにした請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項６】
前記機関状態が機関出力によって代表され、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときに機関出力が変動しないように主燃料が増量補正される請求項１から５までのいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項７】
前記機関状態が排気ガス中のスモーク量によって代表され、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときに該スモーク量が変動しないように主燃料が増量補正される請求項１から５までのいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項８】
前記機関状態が複数の代表値によって代表され、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときにこれら代表値がそれぞれ変動しないようにするのに必要な主燃料の増量補正量をそれぞれ求め、これら増量補正量のうち最少の増量補正量だけ主燃料を増量補正して排気エネルギ増大作用時に該最少の増量補正量に対応する代表値が変動しないようにした請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項９】
前記機関状態が機関出力および排気ガス中のスモーク量によって代表され、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときに機関出力が変動しないようにするのに必要な主燃料の増量補正量である等出力補正量と、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときに該スモーク量が変動しないようにするのに必要な主燃料の増量補正量である等スモーク量補正量とを求め、等スモーク量補正量が等出力補正量よりも少ないときに等スモーク量補正量だけ主燃料を増量補正して排気エネルギ増大作用時に該スモーク量が変動しないようにするときには、主噴射の制御パラメータを制御して機関出力も変動しないようにした請求項１または８に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項１０】
実際の出力変動を検出する手段を具備し、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角しているときに実際の出力変動が許容値を越えたときには、主燃料の噴射時期の遅角量を減少させるようにした請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の燃料供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気過給機と、燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁とを具備し、機関加速運転時に、排気過給機内に流入する排気ガスのエネルギである排気エネルギを一時的に増大させて過給圧を増大させ、機関出力を増大させるようにした内燃機関が公知である（特許文献１参照）。特許文献１では排気エネルギを増大させるために、主燃料が供給された後の膨張行程に燃料噴射弁から補助燃料を供給するようにしている。
【０００３】
一方、排気過給機と、燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁とを具備し、機関加速運転時に燃料噴射開始時期を一時的に遅角させると共に、燃料噴射圧を一時的に上昇させるようにした内燃機関が公知である（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１０３０１３号公報
【特許文献２】特開平１０−７７８８１号公報
【特許文献３】特開２００３−１２０３５３号公報
【特許文献４】特開平５−３２１８０４号公報
【特許文献５】特開２００１−２３４７７８号公報
【特許文献６】特開２００２−２２７７０２号公報
【特許文献７】特開２００３−１０６１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２では、機関加速運転時に燃料噴射圧を上昇させることによって燃料噴射完了時期が通常運転時から大きく遅角されないようにしている（特許文献２［００７６］参照）。この場合、ノック音を抑制できるとしても、排気エネルギを必ずしも十分に増大させることはできず、したがって実際の機関出力が要求出力に対して不足することになる。
【０００６】
そこで本発明は、排気エネルギを確実に増大させて実際の機関出力を確実に増大させることができる内燃機関の燃料供給制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために１番目の発明によれば、排気過給機と燃料噴射手段とを具備した内燃機関において、要求出力に対する実際の機関出力の不足分である出力不足分が予め定められた許容限界よりも大きいか否かを判断し、該出力不足分が許容限界よりも大きいと判断されたときには、排気過給機内に流入する排気ガスのエネルギである排気エネルギを一時的に増大させるために主燃料の噴射時期を一時的に遅角すると共にこのとき機関状態が変動しないように主燃料を増量補正している。
【０００８】
また、２番目の発明によれば１番目の発明において、主燃料の噴射時期の許容最大遅角量を機関運転状態に基づいて求め、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角させるべきときには主燃料の噴射時期を該許容最大遅角量だけ遅角するようにしている。
【０００９】
また、３番目の発明によれば１番目の発明において、燃料噴射圧を制御する手段を具備し、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときには燃料噴射圧を低下させるようにしている。
【００１０】
また、４番目の発明によれば１番目の発明において、燃料噴射圧を制御する手段を具備し、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときには燃料噴射圧を上昇させるようにしている。
【００１１】
また、５番目の発明によれば１番目の発明において、前記燃料噴射手段が、燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁と、燃料噴射弁に燃料を供給する蓄圧室とを具備し、主燃料を噴射するのに先立って補助燃料を噴射し、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときには、補助燃料を増量補正すると共に、補助燃料の噴射時期を前記遅角された主燃料の噴射時期に基づいて設定するようにしている。
【００１２】
また、６番目の発明によれば１番目から５番目の発明のいずれか一つにおいて、前記機関状態が機関出力によって代表され、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときに機関出力が変動しないように主燃料が増量補正される。
【００１３】
また、７番目の発明によれば１番目から５番目の発明のいずれか一つにおいて、前記機関状態が排気ガス中のスモーク量によって代表され、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときに該スモーク量が変動しないように主燃料が増量補正される。
【００１４】
また、８番目の発明によれば１番目の発明において、前記機関状態が複数の代表値によって代表され、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときにこれら代表値がそれぞれ変動しないようにするのに必要な主燃料の増量補正量をそれぞれ求め、これら増量補正量のうち最少の増量補正量だけ主燃料を増量補正して排気エネルギ増大作用時に該最少の増量補正量に対応する代表値が変動しないようにしている。
【００１５】
また、９番目の発明によれば１番目または８番目の発明において、前記機関状態が機関出力および排気ガス中のスモーク量によって代表され、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときに機関出力が変動しないようにするのに必要な主燃料の増量補正量である等出力補正量と、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときに該スモーク量が変動しないようにするのに必要な主燃料の増量補正量である等スモーク量補正量とを求め、等スモーク量補正量が等出力補正量よりも少ないときに等スモーク量補正量だけ主燃料を増量補正して排気エネルギ増大作用時に該スモーク量が変動しないようにするときには、主噴射の制御パラメータを制御して機関出力も変動しないようにしている。
【００１６】
また、１０番目の発明によれば９番目の発明において、実際の出力変動を検出する手段を具備し、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角しているときに実際の出力変動が許容値を越えたときには、主燃料の噴射時期の遅角量を減少させるようにしている。
【発明の効果】
【００１７】
排気エネルギを確実に増大させて実際の機関出力を確実に増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。しかしながら、本発明を火花点火式内燃機関に適用することもできる。
【００１９】
図１を参照すると、機関本体１はたとえば４つの気筒１ａを有する。各気筒１ａはそれぞれ対応する吸気枝管２を介して共通のサージタンク３に連結され、サージタンク３は吸気ダクト４を介して可変ノズル式排気過給機、すなわちターボチャージャ５のコンプレッサ５ｃの出口に連結される。コンプレッサ５ｃの入口には吸気導入管６が連結される。吸気ダクト４内には電気制御式または負圧制御式のアクチュエータ７により駆動されるスロットル弁８が配置され、さらに吸気ダクト４周りには吸気ダクト４内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置９が配置される。
【００２０】
また、各気筒１ａは排気マニホルド１０および排気管１１を介してターボチャージャ５の排気タービン５ｔの入口に連結され、排気タービン５ｔの出口は排気管１２を介してパティキュレートフィルタ１３に連結される。さらに、パティキュレートフィルタ１３の出口には排気管１４が連結される。このパティキュレートフィルタ１３は排気ガス中に含まれる主として固体炭素からなる微粒子を捕集するためのものである。パティキュレートフィルタ１３上にたとえばＮＯＸ吸収剤と担持させることもできる。このＮＯＸ吸収剤は流入する排気ガスの平均空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯＸを蓄え、流入する排気ガスの空燃比が低下したときに排気ガス中に還元剤が含まれていると蓄えているＮＯＸを還元して蓄えているＮＯＸの量を減少させるＮＯＸ蓄積還元作用を行い、たとえばアルミナ担体上に担持されたバリウムＢａおよび白金Ｐｔからなる。
【００２１】
時間の経過と共にパティキュレートフィルタ１３上に捕集された微粒子の量が増大する。一方、リーン空燃比のもとでパティキュレートフィルタ１３の温度をたとえば６００℃以上に保持するとパティキュレートフィルタ１３上の微粒子が酸化除去される。そこで図１に示される内燃機関では、たとえばパティキュレートフィルタ１３上の捕集微粒子量が一定量を越えたときに、パティキュレートフィルタ１３から微粒子を除去するためにパティキュレートフィルタ１３の温度を上昇させて６００℃以上に保持する昇温制御を行うようにしている。具体的には、昇温制御を行うために、圧縮上死点（ＴＤＣ）付近で主燃料Ｑｍが供給された後のたとえば排気行程に燃料噴射弁１５から追加の燃料が供給される。この追加燃料は筒内、排気マニホルド１０内、または排気管１１内でほとんど燃焼することなくパティキュレートフィルタ１３に到達し、パティキュレートフィルタ１３内で燃焼する。その結果、パティキュレートフィルタ１３の温度が上昇される。
【００２２】
各気筒１ａの筒内には燃料噴射弁１５が配置され、これら燃料噴射弁１５は共通の燃料蓄圧室すなわちコモンレール１６を介して電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ１７に連結される。コモンレール１６にはコモンレール１６内の燃料圧ＰＦを検出するための燃料圧センサ１６ａが取り付けられており、燃料圧センサの出力信号に基づいてコモンレール１６内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ１７の吐出量が制御される。
【００２３】
さらに図１を参照すると、排気マニホルド１０とサージタンク３とは再循環排気ガス（以下、ＥＧＲと称す）通路１８を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１８内には電気制御式ＥＧＲ制御弁１９が配置される。また、ＥＧＲ通路１８周りにはＥＧＲ通路１８内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２０が配置され、冷却装置２０上流のＥＧＲ通路１８内には酸化触媒２１が配置される。
【００２４】
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、バックアップＲＡＭ（Ｂ−ＲＡＭ）３５、入力ポート３６および出力ポート３７を具備する。吸気導入管６には新気量を検出するためのエアフローメータ４０が取り付けられ、スロットル弁８下流のたとえばサージタンク３には、サージタンク３内の圧力すなわち過給圧を検出するための過給圧センサ４１が取り付けられる。また、排気管１４にはパティキュレートフィルタ１３から排出される排気ガスの温度を検出するための排気温度センサ４２が取り付けられ、アクセルペダル４３にはアクセルペダル４３の踏み込み量を検出するための踏み込み量センサ４４が接続される。排気温度センサ４２により検出される排気ガスの温度はパティキュレートフィルタ１３の温度を表している。燃料圧センサ１６ａおよびこれらセンサ４０，４１，４２，４４の出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６にそれぞれ入力される。さらに、入力ポート３６にはクランクシャフトがたとえば１０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４５が接続される。ＣＰＵ３４ではこの出力パルスに基づいて機関回転数が算出される。一方、出力ポート３７は対応する駆動回路３９を介してアクチュエータ７、燃料噴射弁１５、燃料ポンプ１７、およびＥＧＲ制御弁１９にそれぞれ接続される。
【００２５】
ターボチャージャ５は排気ガスのエネルギである排気エネルギでもって新気を過給し、それにより機関出力を増大させるためのものである。この場合、ターボチャージャ５への排気エネルギを増大させてコンプレッサ５ｃの回転数すなわちターボ回転数を上昇させれば、ターボチャージャ５の出力を増大させることができ、したがって機関出力を増大させることができる。
【００２６】
本発明による各実施例では、排気エネルギを増大させるために主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが通常運転時に比べて遅角される。すなわち、通常運転時には図２（Ａ）に示されるように、主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが圧縮上死点（ＴＤＣ）付近に設定される。これに対し、排気エネルギを増大させるべきときには、図２（Ｂ）に示されるように主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが遅角される。このようにすると排気ガス中の未燃ＨＣ，ＣＯの量が増大し、この未燃ＨＣ，ＣＯは筒内、排気マニホルド１０内、または排気管１１内で燃焼し、その結果排気エネルギが増大される。
【００２７】
ところが、このように主燃料Ｑｍの噴射時期θｍを遅角させると、遅角させない場合に比べて機関状態が変動するおそれがある。具体的には、たとえば機関出力が低下しまたは排気ガス中のスモーク量が増大するおそれがある。そこで本発明による各実施例では、排気エネルギを増大させるために主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが遅角されるときには、機関出力またはスモーク量が遅角させない場合に比べて変動しないように主燃料Ｑｍを増量補正している。すなわち、図２（Ａ），（Ｂ）に示されるように、排気エネルギを増大させるために主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが遅角されると共に主燃料Ｑｍが増量補正される。
【００２８】
したがって、一般的にいうと、排気エネルギを一時的に増大させるために主燃料Ｑｍの噴射時期θｍを一時的に遅角すると共に、このとき機関状態が変動しないように主燃料Ｑｍを増量補正しているということになる。
【００２９】
ところが、たとえばアクセルペダル４３の踏み込み量が大きいというだけで排気エネルギ増大作用を行うようにすると、主燃料Ｑｍを有効に利用できないおそれがある。たとえばアクセルペダルの踏み込み量が大きいときであっても実際の機関出力が要求出力にほぼ一致している場合もあり、このとき排気エネルギを行う必要はほとんどない。あるいは、実際の機関出力が小さいときであっても要求出力が小さい場合には、排気エネルギ増大作用を行う必要がないのである。すなわち、機関出力を真に増大させる必要があるときにのみ、排気エネルギ増大作用を行うべきである。
【００３０】
そこで本発明による各実施例では、要求出力に対する実際の機関出力の不足分である出力不足分が予め定められた許容限界よりも大きいか否かを判断し、出力不足分が許容限界よりも大きいと判断されたときに排気エネルギ増大作用を一時的に行うようにしている。
【００３１】
具体的には、まず、要求出力を代表する要求出力代表値ＯＰＴと、実際の機関出力を代表する実出力代表値ＯＰＡとがそれぞれ求められる。次いで、要求出力代表値ＯＰＴから実出力代表値ＯＰＡを減算することにより出力不足分を代表する出力不足分代表値ＯＰＳ（＝ＯＰＴ−ＯＰＡ）が求められ、出力不足分代表値ＯＰＳが許容限界に対応する許容限界値ＬＭＴよりも大きいときに、排気エネルギ増大作用が行われる。
【００３２】
図３は機関出力がトルクＴＱによって代表される場合を示している。この場合、要求出力代表値ＯＰＴが要求トルクＴＱＴであり、実出力代表値ＯＰＡが実際のトルクＴＱＡであり、出力不足分代表値ＯＰＳがトルク不足分ＴＱＳ（＝ＴＱＴ−ＴＱＡ）である。図３に矢印Ｘで示されるようにアクセルペダル４３の踏み込み量ＡＣＣがステップ状に増大されると、要求トルクＴＱＴもステップ状に増大される。しかしながら、実際のトルクＴＱＡは要求トルクＴＱＴと同じようには増大せず、その結果要求トルクＴＱＴに対する実際のトルクＴＱＡの不足分ＴＱＳがほぼゼロからステップ状に増大する。このとき、トルク不足分ＴＱＳがたとえば一定の許容限界値ＬＭＴＴＱを越えて増大すると、排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされる（ＸＥＥＸ←１）。この排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸは排気エネルギ増大作用を行うべきときにセットされ（ＸＥＥＸ←１）、排気エネルギ増大作用を停止すべきときにリセットされるものである（ＸＥＥＸ←０）。排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされて排気エネルギ増大作用が開始されるとトルク不足分ＴＱＳは次第に小さくなり、次いで図３に矢印Ｙで示されるようにトルク不足分ＴＱＳが許容限界値ＬＭＴＴＱよりも小さくなると、排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがリセットされ（ＸＥＥＸ←０）、排気エネルギ増大作用が停止される。
【００３３】
一方、図４は機関出力が過給圧ＰＭによって代表される場合を示している。この場合、要求出力代表値ＯＰＴが要求過給圧ＰＭＴであり、実出力代表値ＯＰＡが実際の過給圧ＰＭＡであり、出力不足分代表値ＯＰＳが過給圧不足分ＰＭＳ（＝ＰＭＴ−ＰＭＡ）である。図４に矢印Ｘで示されるようにアクセルペダル４３の踏み込み量ＡＣＣがステップ状に増大されると、要求過給圧ＰＭＴもステップ状に増大される。しかしながら、実際の過給圧ＰＭＡは要求過給圧ＰＭＴと同じようには増大せず、その結果要求過給圧ＰＭＴに対する実際の過給圧ＰＭＡの不足分ＰＭＳがほぼゼロからステップ状に増大する。このとき、過給圧不足分ＰＭＳがたとえば一定の許容限界値ＬＭＴＰＭを越えて増大すると、排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされる（ＸＥＥＸ←１）。排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされて排気エネルギ増大作用が開始されると過給圧不足分ＰＭＳは次第に小さくなり、次いで図４に矢印Ｙで示されるように過給圧不足分ＰＭＳが許容限界値ＬＭＴＰＭよりも小さくなると、排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがリセットされ（ＸＥＥＸ←０）、排気エネルギ増大作用が停止される。
【００３４】
いずれの場合でも、出力不足分代表値ＯＰＳが許容限界値ＬＭＴよりも大きいときに排気エネルギ増大作用が一時的に行われて排気エネルギが一時的に増大され、それ以外では排気エネルギ増大作用が停止される。すなわち、図３または図４に矢印Ｚで示されるように、アクセルペダル４３の踏み込み量ＡＣＣが大きいときであっても実際の出力が要求出力にほぼ一致している場合があり、この場合には排気エネルギ増大作用は行われない。したがって、燃料消費率を低減することができ、排気エミッション量すなわち排気ガス中に含まれるＨＣ、微粒子、またはスモークの量を低減することができ、かくして燃料を有効に利用することができる。
【００３５】
上述した要求出力代表値ＯＰＴはおよび実出力代表値ＯＰＡはたとえば次のようにして求められる。すなわち、図３に示される例では、要求トルクＴＱＴはアクセルペダル４３の踏み込み量ＡＣＣおよび機関回転数ＮＥの関数として図５に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、これらアクセルペダル４３の踏み込み量ＡＣＣおよび機関回転数ＮＥに基づいて算出される。また、実際のトルクＴＱＡは主燃料量Ｑｍおよび機関回転数ＮＥの関数として図６に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、これら主燃料量Ｑｍおよび機関回転数ＮＥに基づいて算出される。
【００３６】
一方、図４に示される例では、要求過給圧ＰＭＴは要求トルクＴＱＴおよび機関回転数ＮＥの関数として図７に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、要求トルクＴＱＴはアクセルペダル４３の踏み込み量ＡＣＣおよび機関回転数ＮＥの関数として図５に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、これらアクセルペダル４３の踏み込み量ＡＣＣおよび機関回転数ＮＥに基づいて要求過給圧ＰＭＴが算出される。これに対し、実際の過給圧ＰＭＡは過給圧センサ４１により検出される。
【００３７】
要求出力代表値ＯＰＴである要求トルクＴＱＴまたは要求過給圧ＰＭＴは結局のところ、アクセルペダル４３の踏み込み量ＡＣＣに基づいて算出される。このようにすると、車両運転者の意志を確実に把握することが可能となる。
【００３８】
次に、上述した機関状態が機関出力ＯＰによって代表される場合を示す図８を参照しながら、本発明による第１実施例の排気エネルギ増大作用を説明する。
【００３９】
図８に矢印Ｘで示されるように排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされると（ＸＥＥＸ←１）、主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが実線ＡＳ１で示されるように、排気エネルギ増大作用が行われないときの主燃料Ｑｍの噴射時期（破線ＡＢ）に対し、遅角量Δθｍだけ遅角される。主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが遅角されると、実線ＢＳ１で示されるように主燃料量Ｑｍが、排気エネルギ増大作用が行われないときの主燃料量（破線ＢＢ）に対し、ΔＱｍだけ増量補正される。主燃料Ｑｍを増量補正することなく主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが遅角されると、機関出力ＯＰが鎖線ＣＣ１で示されるようにΔＯＰだけ低下する。そこで、このような機関出力ＯＰの低下が生じないように主燃料Ｑｍが増量補正される。
【００４０】
その結果、実線ＣＡ１で示されるように機関出力ＯＰが、排気エネルギ増大作用が行われないときの機関出力（破線ＣＢ）に対し、ほとんど変わらず、しかしながら実線ＤＳ１で示されるように排気エネルギＥＥＸが、排気エネルギ増大作用が行われないときの排気エネルギ（破線ＤＢ）に対し、増大される。
【００４１】
次いで、図８に矢印Ｙで示されるように排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがリセットされると（ＸＥＥＸ←０）、主燃料Ｑｍの噴射時期θｍおよび主燃料量Ｑｍが、排気エネルギ増大作用が行われないときの値（破線ＡＢ，ＢＢ）まで戻される。
【００４２】
なお、図８に示される例では、理解を容易にするために、排気エネルギ増大作用が行われないときの各値（ＡＢ，ＢＢ，ＣＢ，ＤＢ）はほぼ一定のものとして示されている。
【００４３】
一方、機関状態がスモーク量で代表される場合には、主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが遅角されるとスモーク量が増大し、このスモーク量の増大が生じないように主燃料Ｑｍが増量補正される。主燃料Ｑｍが増量補正されると良好な燃焼が得られるためにスモーク量の増大が抑制される。
【００４４】
排気エネルギ増大作用時には、主燃料Ｑｍの噴射時期θｍは基本噴射時期θｍｂと上述の遅角量Δθｍとの和の形で求められ（θｍ＝θｍｂ＋Δθｍ）、主燃料量Ｑｍは基本噴射量Ｑｍｂと増量補正量ΔＱｍとの和の形で求められる（Ｑｍ＝Ｑｍｂ＋ΔＱｍ）。
【００４５】
基本噴射時期θｍｂは図８の破線ＡＢで示される噴射時期であって、たとえばアクセルペダル４３の踏み込み量ＡＣＣおよび機関回転数ＮＥの関数として図９に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、これらアクセルペダル４３の踏み込み量ＡＣＣおよび機関回転数ＮＥに基づいて算出される。
【００４６】
これに対し、遅角量Δθｍはたとえば次のようにして定められる。遅角量Δθｍが大きくなるほど排気エネルギの増大量が大きくなるけれども、遅角量Δθｍが大きくなると良好な燃焼が確保しにくくなるので機関出力変動が大きくなる。そこで本発明による第１実施例では、たとえばトルク変動が許容値を越えない最大の遅角量ΔθｍＭを算出し、排気エネルギ増大作用を行うべきときには主燃料Ｑｍの噴射時期θｍをこの許容最大遅角量ΔθｍＭだけ遅角するようにしている。この許容最大遅角量ΔθｍＭはたとえば主燃料量Ｑｍおよび機関回転数ＮＥの関数として図１０に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、これら主燃料量Ｑｍおよび機関回転数ＮＥに基づいて算出される。
【００４７】
一方、主燃料量Ｑｍの基本噴射量Ｑｍｂは図８の破線ＢＢで示される噴射噴射量であって、たとえばアクセルペダル４３の踏み込み量ＡＣＣおよび機関回転数ＮＥの関数として図１１に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、これらアクセルペダル４３の踏み込み量ＡＣＣおよび機関回転数ＮＥに基づいて算出される。
【００４８】
これに対し、増量補正量ΔＱｍは主燃料Ｑｍの噴射時期θｍを遅角したときに生じうる機関状態の変動量ΔＣＤ、たとえば図８のΔＯＰに相当する燃料量であり、このΔＣＤは主燃料Ｑｍの噴射時期θｍの遅角量Δθｍに依存する。そこで本発明による第１実施例では、生じうる機関状態の変動量ΔＣＤを遅角量Δθｍの関数として求め（ΔＣＤ＝ｆ１（Δθｍ））、増量補正量ΔＱｍを機関状態の変動量ΔＣＤの関数として求めるようにしている（ΔＱｍ＝ｆ２（ΔＣＤ））。なお、これらの関数ｆ１，ｆ２は予めＲＯＭ３２内に記憶されている。また、図６および図９のマップで使用される主燃料量Ｑｍはこのようにして増量補正された後の値である。
【００４９】
図１２は本発明による第１実施例の排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸの制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【００５０】
図１２を参照すると、まずステップ１００では要求出力代表値ＯＰＴが算出され、続くステップ１０１では実出力代表値ＯＰＡが算出される。続くステップ１０２では出力不足分代表値ＯＰＳが算出される（ＯＰＳ＝ＯＰＴ−ＯＰＡ）。続くステップ１０３では出力不足分代表値ＯＰＳが許容限界値ＬＭＴよりも大きいか否かが判別される。ＯＰＳ＞ＬＭＴのときには次いでステップ１０４に進んで排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされる（ＸＥＥＸ←１）。これに対し、ＯＰＳ≦ＬＭＴのときには次いでステップ１０５に進んで排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがリセットされる（ＸＥＥＸ←０）。
【００５１】
図１３は本発明による第１実施例の主燃料Ｑｍの噴射制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行される。
【００５２】
図１３を参照すると、まずステップ１１０では主燃料の基本噴射時期θｍｂおよび基本噴射量Ｑｍｂがそれぞれ図９，１１のマップから算出される。続くステップ１１１では排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされているか否かが判別される。排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされている（ＸＥＥＸ＝１）ときには、次いでステップ１１２に進み、許容最大遅角量ΔθｍＭが図１０のマップから算出され、続くステップ１１３では遅角量Δθｍが許容最大遅角量ΔθｍＭとされる。続くステップ１１４では、主燃料の噴射時期θｍが算出される（θｍ＝θｍｂ＋Δθｍ）。続くステップ１１５では機関状態の変動量ΔＣＤが関数ｆ１により算出され、続くステップ１１６では増量補正量ΔＱｍが関数ｆ２により算出される。続くステップ１１７では主燃料量Ｑｍが算出される（Ｑｍ＝Ｑｍｂ＋ΔＱｍ）。
【００５３】
これに対し、排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがリセットされている（ＸＥＥＸ＝０）ときにはステップ１１１からステップ１１８に進み、主燃料の噴射時期θｍが基本噴射時期とされ（θｍ＝θｍｂ）、続くステップ１１９では主燃料量Ｑｍが基本噴射量Ｑｍｂとされる（Ｑｍ＝Ｑｍｂ）。
【００５４】
図３又は図４に示される例では、機関出力がトルクと過給圧とのうち一方により代表される。しかしながら、機関出力をトルクと過給圧との両方により代表させることもできる。この場合、トルク不足分ＴＱＳが許容限界値ＬＭＴＴＱよりも大きいかまたは過給圧不足分ＰＭＳが許容限界値ＬＭＴＰＭよりも大きいときに排気エネルギ増大作用を行い、それ以外では排気エネルギ増大作用を停止するようにしてもよいし、あるいはトルク不足分ＴＱＳが許容限界値ＬＭＴＴＱよりも大きくかつ過給圧不足分ＰＭＳが許容限界値ＬＭＴＰＭよりも大きいときに排気エネルギ増大作用を行い、それ以外では排気エネルギ増大作用を停止するようにしてもよい。さらに、不足分代表値ＯＰＳを、要求出力代表値ＯＰＴと実出力代表値ＯＰＡとの差（ＯＰＴ−ＯＰＡ）の形ではなく、割合（ＯＰＡ／ＯＰＴ）の形で求めるようにしてもよい。
【００５５】
次に、図１４を参照して本発明による第２実施例を説明する。
【００５６】
本発明による第２実施例では、図１４に矢印Ｘで示されるように排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされると（ＸＥＥＸ←１）、実線ＥＳ２で示されるようにコモンレール１６（図１）内の燃料圧ＰＦが、排気エネルギ増大作用が行われないときの燃料圧（破線ＥＢ）に対し、たとえば一定のΔＰＦ２だけ低下される。その上で、第１実施例と同様に、主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが遅角量Δθｍ、たとえば許容最大遅角量ΔθｍＭだけ遅角される（実線ＡＳ１）。この場合、燃料圧ＰＦが低下された分だけ燃焼が悪化するので、主燃料Ｑｍが増量補正されないとすると、機関状態を代表する機関出力ＯＰは図１４に鎖線ＣＣ２で示されるように低下し、すなわち第１実施例の場合（鎖線ＣＣ１）よりもさらに低下する。
【００５７】
そこで、このような機関出力ＯＰの低下が生じないように、主燃料Ｑｍが図１４に実線ＢＳ２で示されるようにΔＱｍだけ増量補正され、この場合の補正後の主燃料量Ｑｍは第１実施例の場合（鎖線ＢＳ１）よりも多くなっている。
【００５８】
このように、燃焼が悪化せしめられ、しかも主燃料Ｑｍがさらに増量補正されるので、排気エネルギＥＥＸは図１４に実線ＤＳ２で示されるように、第１実施例の場合（鎖線ＤＳ１）よりも大きくなる。また、このように燃料圧ＰＦを低下させると、主燃料の噴射時期θｍの遅角に伴う燃焼騒音の増大を抑制することができる。
【００５９】
次いで、図１４に矢印Ｙで示されるように排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがリセットされると（ＸＥＥＸ←０）、燃料圧ＰＦ、主燃料Ｑｍの噴射時期θｍおよび主燃料量Ｑｍが、排気エネルギ増大作用が行われないときの値（破線ＥＢ，ＡＢ，ＢＢ）まで戻される。
【００６０】
図１５は本発明による第２実施例の主燃料Ｑｍの噴射制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行される。
【００６１】
図１５を参照すると、まずステップ１２０では主燃料の基本噴射時期θｍｂおよび基本噴射量Ｑｍｂがそれぞれ図９，１１のマップから算出される。続くステップ１２１では排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされているか否かが判別される。排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされている（ＸＥＥＸ＝１）ときには、次いでステップ１２２に進み、目標燃料圧ＰＦＴがΔＰＦ２だけ低下される（ＰＦＴ＝ＰＦＴ−ΔＰＦ２）。上述したように、図１の内燃機関では、コモンレール１６内の燃料圧ＰＦが目標燃料圧ＰＦＴになるように、燃料ポンプ１７の吐出量が制御される。続くステップ１２３では許容最大遅角量ΔθｍＭが図１０のマップから算出され、続くステップ１２４では遅角量Δθｍが許容最大遅角量ΔθｍＭとされる。続くステップ１２５では、主燃料の噴射時期θｍが算出される（θｍ＝θｍｂ＋Δθｍ）。続くステップ１２６では機関状態の変動量ΔＣＤが関数ｆ１により算出される。ここで、関数ｆ１は燃料圧ＰＦの低下量ΔＰＦ２を考慮して設定されている。続くステップ１２７では増量補正量ΔＱｍが関数ｆ２により算出される。続くステップ１２８では主燃料量Ｑｍが算出される（Ｑｍ＝Ｑｍｂ＋ΔＱｍ）。
【００６２】
これに対し、排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがリセットされている（ＸＥＥＸ＝０）ときにはステップ１２１からステップ１２９に進み、主燃料の噴射時期θｍが基本噴射時期とされ（θｍ＝θｍｂ）、続くステップ１３０では主燃料量Ｑｍが基本噴射量Ｑｍｂとされる（Ｑｍ＝Ｑｍｂ）。
【００６３】
本発明による第２実施例のその他の構成および作用は本発明による第１実施例と同様であるので説明を省略する。
【００６４】
次に、図１６を参照して本発明による第３実施例を説明する。
【００６５】
本発明による第３実施例では、図１６に矢印Ｘで示されるように排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされると（ＸＥＥＸ←１）、実線ＥＳ３で示されるようにコモンレール１６（図１）内の燃料圧ＰＦが、排気エネルギ増大作用が行われないときの燃料圧（破線ＥＢ）に対し、たとえば一定のΔＰＦ３だけ上昇される。その結果、燃料の微粒化が促進されて燃焼が改善されるので、図１６に実線ＡＳ３で示されるように主燃料Ｑｍの噴射時期θｍを、第１実施例の場合（破線ＡＳ１）よりもさらに遅角させることが可能になる。言い換えると、許容最大遅角量ΔθｍＭが大きくなる。
【００６６】
この場合、主燃料Ｑｍの噴射時期θｍがさらに遅角された分だけ燃焼が悪化するので、主燃料Ｑｍが増量補正されないときの、機関状態を代表する機関出力ＯＰは図１４に鎖線ＣＣ３で示されるように低下し、すなわち第１実施例の場合（鎖線ＣＣ１）よりもさらに低下する。
【００６７】
そこで、このような機関出力ＯＰの低下が生じないように、主燃料Ｑｍが図１６に実線ＢＳ３で示されるように増量補正され、この場合の補正後の主燃料量Ｑｍは第１実施例の場合（鎖線ＢＳ１）よりも多くなっている。
【００６８】
このように、主燃料Ｑｍの噴射時期θｍがさらに遅角され、主燃料Ｑｍがさらに増量補正されるので、排気エネルギＥＥＸは図１６に実線ＤＳ３で示されるように、第１実施例の場合（鎖線ＤＳ１）よりも大きくなる。
【００６９】
上述したように、燃料圧ＰＦが増大されしたがって目標燃料圧ＰＦＴが増大されると、許容最大遅角量ΔθｍＭが大きくなる。すなわち、許容最大遅角量ΔθｍＭは主燃料量Ｑｍおよび機関回転数ＮＥだけでなく、目標燃料圧ＰＦＴないし燃料圧の増分ΔＰＦ３にも依存する。そこで本発明による第３実施例では、許容最大遅角量ΔθｍＭをたとえば目標燃料圧ＰＦＴ、主燃料量Ｑｍおよび機関回転数ＮＥの関数として図１７に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶しておき、これら目標燃料圧ＰＦＴ、主燃料量Ｑｍおよび機関回転数ＮＥに基づいて算出するようにしている。
【００７０】
なお、主燃料量Ｑｍおよび機関回転数ＮＥに基づいて算出された許容最大遅角量ΔθｍＭ（図１０）を、目標燃料圧ＰＦＴないし燃料圧の増分ΔＰＦ３に基づいて補正するようにしてもよい。
【００７１】
図１８は本発明による第３実施例の主燃料Ｑｍの噴射制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行される。
【００７２】
図１８を参照すると、まずステップ１４０では主燃料の基本噴射時期θｍｂおよび基本噴射量Ｑｍｂがそれぞれ図９，１１のマップから算出される。続くステップ１４１では排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされているか否かが判別される。排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされている（ＸＥＥＸ＝１）ときには、次いでステップ１４２に進み、目標燃料圧ＰＦＴがΔＰＦ３だけ上昇される（ＰＦＴ＝ＰＦＴ＋ΔＰＦ３）。続くステップ１４３では許容最大遅角量ΔθｍＭが図１７のマップから算出され、続くステップ１４４では遅角量Δθｍが許容最大遅角量ΔθｍＭとされ、続くステップ１４５では主燃料の噴射時期θｍが算出される（θｍ＝θｍｂ＋Δθｍ）。続くステップ１４６では機関状態の変動量ΔＣＤが関数ｆ１により算出される。ここで、関数ｆ１は燃料圧ＰＦの上昇量ΔＰＦ３を考慮して設定されている。続くステップ１４７では増量補正量ΔＱｍが関数ｆ２により算出される。続くステップ１４８では主燃料量Ｑｍが算出される（Ｑｍ＝Ｑｍｂ＋ΔＱｍ）。
【００７３】
これに対し、排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがリセットされている（ＸＥＥＸ＝０）ときにはステップ１４１からステップ１４９に進み、主燃料の噴射時期θｍが基本噴射時期とされ（θｍ＝θｍｂ）、続くステップ１５０では主燃料量Ｑｍが基本噴射量Ｑｍｂとされる（Ｑｍ＝Ｑｍｂ）。
【００７４】
本発明による第３実施例のその他の構成および作用は本発明による第１実施例と同様であるので説明を省略する。
【００７５】
次に、本発明による第４実施例を説明する。
【００７６】
本発明による第４実施例では図１９（Ａ）に示されるように、圧縮上死点付近において主燃料Ｑｍが噴射されるのに先立って少量の補助燃料Ｑｐが噴射される。この補助燃料Ｑｐはパイロット噴射とも称されるもので、主燃料Ｑｍの着火遅れを抑制するためのものである。ここで、補助燃料Ｑｐは主燃料Ｑｍが噴射されるよりも時間間隔ＩＮＴだけ前に噴射される。
【００７７】
このように補助燃料Ｑｐが噴射される場合にも、これまで説明してきた実施例と同様に、排気エネルギを増大させるために主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが遅角されると共に主燃料Ｑｍが増量補正される。さらに、図１９（Ｂ）に示されるように、補助燃料Ｑｐが通常運転時（図１９（Ａ））の場合よりも増量補正される。このようにすると、主燃料Ｑｍの噴射時期θｍの遅角に伴う燃焼悪化および燃焼音の増大を抑制できる。
【００７８】
すなわち、図２０に矢印Ｘで示されるように排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされると（ＸＥＥＸ←１）、図２０に実線ＡＳ１で示されるように主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが遅角量Δθｍだけ遅角されると共に、図２０に実線ＦＳ４で示されるように補助燃料Ｑｐが、排気エネルギ増大作用が行われないときの補助燃料量Ｑｐ（破線ＦＢ）に対し、たとえば一定のΔＱｐだけ増量補正される。
【００７９】
その結果、主燃料Ｑｍが増量補正されないとすると、機関状態を代表する機関出力ＯＰは図２０に鎖線ＣＣ４で示されるように低下する。この場合の機関出力ＯＰ（鎖線ＣＣ４）は補助燃料Ｑｐが若干機関出力ＯＰに寄与するので、第１実施例の場合（鎖線ＣＣ１）よりも若干大きくなっている。
【００８０】
このような機関出力ＯＰの低下が生じないように、主燃料Ｑｍが図２０に実線ＢＳ４で示されるように増量補正され、この場合の補正後の主燃料量Ｑｍは補助燃料Ｑｐの分だけ第１実施例の場合（鎖線ＢＳ１）よりも少なくなっている。
【００８１】
さらに、補助燃料Ｑｐの機関出力ＯＰへの寄与ができるだけ小さくなるように、時間間隔ＩＮＴ（図１９）が最適化される。図２０に示される例では、時間間隔ＩＮＴが実線ＧＳ４で示されるように、排気エネルギ増大作用が行われないときの時間間隔（破線ＧＢ）に対して増大される。
【００８２】
その結果、排気エネルギＥＥＸは図２０に実線ＤＳ４で示されるように、第１実施例の場合（鎖線ＤＳ１）よりも大きくなる。
【００８３】
補助燃料量Ｑｐはたとえば基本量Ｑｐｂと増量補正量ΔＱｐとの和の形で求められる（Ｑｐ＝Ｑｐｂ＋ΔＱｐ）。これら基本量Ｑｐｂおよび増量補正量ΔＱｐを機関運転状態に応じて変動させるようにしてもよいが、本発明による第４実施例では共に一定値とされている。
【００８４】
一方、時間間隔ＩＮＴはたとえば基本時間間隔ＩＮＴｂ，主燃料量Ｑｍ，主燃料の噴射時期θｍ，機関回転数ＮＥ，アクセルペダル４３の踏み込み量ＡＣＣの関数として求められる（ＩＮＴ＝ｆ３（ＩＮＴｂ，Ｑｍ，θｍ，ＮＥ，ＡＣＣ））。この関数ｆ３は予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００８５】
図２１は本発明による第４実施例の燃料噴射制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行される。
【００８６】
図２１を参照すると、まずステップ１６０では主燃料の基本噴射時期θｍｂおよび基本噴射量Ｑｍｂがそれぞれ図９，１１のマップから算出される。続くステップ１６１では排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされているか否かが判別される。排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされている（ＸＥＥＸ＝１）ときには、次いでステップ１６２に進んで許容最大遅角量ΔθｍＭが図１０のマップから算出される。続くステップ１６３では遅角量Δθｍが許容最大遅角量ΔθｍＭとされ、続くステップ１６４では主燃料の噴射時期θｍが算出される（θｍ＝θｍｂ＋Δθｍ）。続くステップ１６５では補助燃料量Ｑｐが算出され（Ｑｐ＝Ｑｐｂ＋ΔＱｐ）、続くステップ１６６では主燃料の基本噴射量Ｑｍｂから補助燃料量Ｑｐが減算される（Ｑｍｂ＝Ｑｍｂ−Ｑｐ）。この式からわかるように、基本噴射量Ｑｍｂは１燃焼サイクルで機関に供給される総燃料量を表している。続くステップ１６７では機関状態の変動量ΔＣＤが関数ｆ１により算出される。ここで、関数ｆ１は補正後の補助燃料量Ｑｐを考慮して設定されている。続くステップ１６８では増量補正量ΔＱｍが関数ｆ２により算出される。続くステップ１６９では主燃料量Ｑｍが算出される（Ｑｍ＝Ｑｍｂ＋ΔＱｍ）。続くステップ１７０では時間間隔ＩＮＴが関数ｆ３により算出される。
【００８７】
これに対し、排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがリセットされている（ＸＥＥＸ＝０）ときにはステップ１６１からステップ１７１に進み、主燃料の噴射時期θｍが基本噴射時期とされ（θｍ＝θｍｂ）、続くステップ１７２では補助燃料量Ｑｐが基本量Ｑｐｂとされ、続くステップ１７３では主燃料の基本噴射量Ｑｍｂから補助燃料量Ｑｐが減算される（Ｑｍｂ＝Ｑｍｂ−Ｑｐ）。続くステップ１７４では主燃料量Ｑｍが基本噴射量Ｑｍｂとされ（Ｑｍ＝Ｑｍｂ）、続くステップ１７５では時間間隔ＩＮＴが基本時間間隔ＩＮＴｂとされる。
【００８８】
本発明による第４実施例のその他の構成および作用は本発明による第１実施例と同様であるので説明を省略する。
【００８９】
次に、本発明による第５実施例を説明する。
【００９０】
これまで説明してきた本発明による各実施例では、排気エネルギ増大作用が行われたときの機関状態が、排気エネルギ増大作用が行われないときの値から変動しないように、主燃料Ｑｍの増量補正量ΔＱｍが設定される。すなわち、機関状態が機関出力たとえばトルクで代表されるときにはトルクが変動しないようにするのに必要な増量補正量ΔＱｍが算出され、機関状態がスモーク量で代表されるときにはスモーク量が変動しないようにするのに必要な増量補正量ΔＱｍが算出される。
【００９１】
以下では、トルクが変動しないようにするのに必要な増量補正量を等トルク補正量ΔＱｍｔと称し、主燃料Ｑｍを等トルク補正量ΔＱｍｔだけ増量補正する制御を等トルク補正と称することにする。同様に、スモーク量が変動しないようにするのに必要な増量補正量を等スモーク量補正量ΔＱｍｓと称し、主燃料Ｑｍを等スモーク量補正量ΔＱｍｓだけ増量補正する制御を等トルク補正と称する。
【００９２】
図２２（Ａ），（Ｂ）は、たとえば本発明による第１実施例において、主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが基本噴射時期θｍｂから遅角量Δθｍだけ遅角されたときの、増量補正量ΔＱｍ、トルクＴＱ、およびスモーク量ＳＭの変化を示している。図２１（Ａ），（Ｂ）において、▽は主燃料Ｑｍの噴射時期θｍが遅角補正される前の場合を、△は主燃料Ｑｍの増量補正が行われない場合を、●は等トルク補正が行われた場合を、○は等スモーク量補正が行われた場合を、それぞれ表している。
【００９３】
図２２（Ａ）は等トルク補正量ΔＱｍｔ（●）が等スモーク量補正量ΔＱｍｓ（○）よりも少ない場合を示している。この場合に、等トルク補正（●）を行うと、遅角補正前（▽）に比べて、トルクＴＱを低下させることなくスモーク量ＳＭを低減させることができる。これに対し、等スモーク量補正（○）を行うと、遅角補正前（▽）に比べて、スモーク量ＳＭを増大させることなくトルクＴＱを増大させることができる。
【００９４】
一方、図２２（Ｂ）は等スモーク量補正量ΔＱｍｓ（○）が等トルク補正量ΔＱｍｔ（●）よりも少ない場合を示している。この場合、等トルク補正（●）を行うと遅角補正前（▽）に比べてスモーク量ＳＭが増加し、等スモーク量補正（○）を行うと遅角補正前（▽）に比べてトルクＴＱが低下する。
【００９５】
そこで、本発明による第５実施例では、排気エネルギ増大作用が行われるときには等トルク補正量ΔＱｍｔおよび等スモーク量補正量ΔＱｍｓをそれぞれ算出し、等トルク補正量ΔＱｍｔが等スモーク量補正量ΔＱｍｓよりも少ないときには等トルク補正を行い、等スモーク量補正量ΔＱｍｓが等トルク補正量ΔＱｍｔよりも少ないときには等スモーク量補正を行うようにしている。すなわち、等トルク補正量ΔＱｍｔおよび等スモーク量補正量ΔＱｍｓのうち少ない方だけ主燃料Ｑｍが増量補正される。その結果、燃料消費率およびスモーク量を低減することができる。
【００９６】
ところで、等トルク補正量ΔＱｍｔと等スモーク量補正量ΔＱｍｓとの大小にかかわらず、継続して等スモーク量制御を実行可能であることは、上述のとおりである。ところが、等スモーク量補正量ΔＱｍｓが等トルク補正量ΔＱｍｔよりも大きい状態（図２２（Ａ））から小さい状態（図２２（Ｂ））またはその逆に変化すると、比較的大きなトルク変化Δ２が生ずることになる。
【００９７】
これに対し、本発明による第５実施例では、このとき生ずるトルク変化Δ１を比較的小さく維持でき、したがってドライバビリティが悪化するのを阻止することができる。
【００９８】
機関状態を三つ以上の代表値によって代表させることもできる。したがって、一般化していうと、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときにこれら代表値がそれぞれ変動しないようにするのに必要な主燃料の増量補正量をそれぞれ求め、これら増量補正量のうち最少の増量補正量だけ主燃料を増量補正して排気エネルギ増大作用時に最少の増量補正量に対応する代表値が変動しないようにしているということになる。
【００９９】
また、機関出力をトルクＴＱではなくたとえば過給圧ＰＭによって代表させることもできる。そうすると、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときに機関出力が変動しないようにするのに必要な主燃料の増量補正量である等出力補正量と、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときにスモーク量が変動しないようにするのに必要な主燃料の増量補正量である等スモーク量補正量とを求め、等スモーク量補正量が等出力補正量よりも少ないときには等スモーク量補正量だけ主燃料を増量補正して排気エネルギ増大作用時にスモーク量が変動しないようにし、等出力補正量が等スモーク量補正量よりも少ないときには等出力補正量だけ主燃料を増量補正して排気エネルギ増大作用時に機関出力が変動しないようにしているということにもなる。
【０１００】
図２３は本発明による第５実施例の主燃料Ｑｍの噴射制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行される。
【０１０１】
図２３を参照すると、まずステップ１８０では主燃料の基本噴射時期θｍｂおよび基本噴射量Ｑｍｂがそれぞれ図９，１１のマップから算出される。続くステップ１８１では排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされているか否かが判別される。排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがセットされている（ＸＥＥＸ＝１）ときには、次いでステップ１８２に進み、許容最大遅角量ΔθｍＭが図１０のマップから算出され、続くステップ１８３では遅角量Δθｍが許容最大遅角量ΔθｍＭとされる。続くステップ１８４では、主燃料の噴射時期θｍが算出される（θｍ＝θｍｂ＋Δθｍ）。続くステップ１８５では等トルク補正量ΔＱｍｔおよび等スモーク量補正量ΔＱｍｓがそれぞれ算出される。続くステップ１８６では等トルク補正量ΔＱｍｔが等スモーク量補正量ΔＱｍｓよりも少ないか否かが判別される。ΔＱｍｔ＜ΔＱｍｓのときには次いでステップ１８７に進み、増量補正量ΔＱｍが等トルク補正量ΔＱｍｔとされる。これに対し、ΔＱｍｔ≧ΔＱｍｓのときには次いでステップ１８８に進み、増量補正量ΔＱｍが等スモーク量補正量ΔＱｍｓとされる。次いでステップ１８９では主燃料量Ｑｍが算出される（Ｑｍ＝Ｑｍｂ＋ΔＱｍ）。
【０１０２】
これに対し、排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸがリセットされている（ＸＥＥＸ＝０）ときにはステップ１８１からステップ１９０に進み、主燃料の噴射時期θｍが基本噴射時期とされ（θｍ＝θｍｂ）、続くステップ１９１では主燃料量Ｑｍが基本噴射量Ｑｍｂとされる（Ｑｍ＝Ｑｍｂ）。
【０１０３】
次に、本発明による第６実施例を説明する。
【０１０４】
図２２（Ｂ）と同様に等スモーク量補正量ΔＱｍｓ（○）が等トルク補正量ΔＱｍｔ（●）よりも少ない場合を示す図２４を参照すると、この場合に等スモーク量制御（○）を行うと、遅角補正前（▽）に比べてトルクＴＱがＤＴＱだけ低下する。しかし、機関出力を増大させるべく排気エネルギ増大作用が行われるときに、このようなトルク低下が生ずるのは好ましくない。
【０１０５】
そこで本発明による第６実施例では、上述した第５実施例において、等スモーク量補正量ΔＱｍｓが等トルク補正量ΔＱｍｔよりも少なくしたがって主燃料Ｑｍを等スモーク量補正量ΔＱｍｓだけ増量補正するときには、主燃料Ｑｍの噴射パラメータを制御してトルクＴＱが変動しないようにする出力増大制御を行うようにしている。本発明による第６実施例はこの点で本発明による第５実施例と構成を異にしている。
【０１０６】
トルクＴＱが変動しないようにするためすなわちトルクＴＱをＤＴＱだけ増大させるための出力増大制御として、たとえば主燃料Ｑｍの噴射時期θｍを進角補正し、あるいは燃料圧ＰＦを増大補正することができる。さらに、補助燃料Ｑｐ（図１９）が噴射される場合には、補助燃料Ｑｐを減量補正することもできる。もちろん、これらのうち二つまたはそれ以上を互いに組み合わせることもできる。
【０１０７】
図２５は本発明による第６実施例の出力制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【０１０８】
図２５を参照すると、まずステップ２００では等トルク補正量ΔＱｍｔが等スモーク量補正量ΔＱｍｓよりも少ないか否かが判別される。ΔＱｍｔ＜ΔＱｍｓのときには処理サイクルを終了する。これに対し、ΔＱｍｔ≧ΔＱｍｓのときには次いでステップ２０１に進み、出力増大制御が実行される。
【０１０９】
上述したように、等トルク補正量ΔＱｍｔと等スモーク量補正量ΔＱｍｓとの大小にかかわらず、等スモーク量制御を継続することも可能である。この場合にも、等スモーク量補正量ΔＱｍｓが等トルク補正量ΔＱｍｔよりも少ないときには、図２４を参照して説明したようなトルク低下ＤＴＱが発生しうる。そこで、等スモーク量制御が継続して行われているときに、等スモーク量補正量ΔＱｍｓが等トルク補正量ΔＱｍｔよりも少ないときにも、上述した出力増大制御を行うようにしてもよい。
【０１１０】
そうすると、一般化していうならば、機関状態が機関出力およびスモーク量によって代表され、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときに機関出力が変動しないようにするのに必要な主燃料の増量補正量である等出力補正量と、排気エネルギを増大させるために主燃料の噴射時期を遅角するときにスモーク量が変動しないようにするのに必要な主燃料の増量補正量である等スモーク量補正量とを求め、等スモーク量補正量が等出力補正量よりも少ないときに等スモーク量補正量だけ主燃料を増量補正して排気エネルギ増大作用時にスモーク量が変動しないようにするときには、主噴射の制御パラメータを制御して機関出力も変動しないようにしているということになる。
【０１１１】
次に、本発明による第７実施例を説明する。
【０１１２】
これまで述べてきた本発明による各実施例では、主燃料Ｑｍの噴射時期θｍの遅角補正量Δθｍを許容最大遅角量ΔθｍＭに設定し、出力変動ＡＭＰたとえば出力ＯＰの振幅が許容値を越えないようにしている。しかしながら、経年変化などにより出力変動ＡＭＰが許容値を越える場合もある。
【０１１３】
そこで本発明による第７実施例では、実際の出力変動ΔＯＰを検出し、排気エネルギ増大作用時に実際のトルク変動ＡＭＰが許容値ＡＭＰＭを越えたときには、許容最大遅角量ΔθｍＭを減少補正し、それにより主燃料Ｑｍの噴射時期θｍの遅角量Δθｍが減少されるようにしている。このようにすると燃焼が安定するので出力変動ＡＭＰが減少する。
【０１１４】
図２６は本発明による第７実施例の出力変動制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【０１１５】
図２６を参照すると、まずステップ２１０では、たとえばクランク角センサ４５（図１）の出力に基づいて出力変動ＡＭＰが算出される。続くステップ２１１では、出力変動ＡＭＰが許容値ＡＭＰＭよりも大きいか否かが判別される。ＡＭＰ≦ＡＭＰＭのときには処理サイクルを終了し、これに対しＡＭＰ＞ＡＭＰＭのときには次いでステップ２１２に進み、現在の機関運転状態に応じた許容最大遅角量ΔθｍＭが特定される。続くステップ２１３では、特定された許容最大遅角量ΔθｍＭがたとえば一定のαだけ減少される。このようにして更新された許容最大遅角量ΔθｍＭはＲＡＭ３３（図１）に記憶され、たとえば図１３のステップ１１２で用いられる。
【０１１６】
なお、これまで述べてきた本発明による実施例の二つまたはそれ以上を互いに組み合わせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】主燃料Ｑｍを説明するための図である。
【図３】機関出力がトルクによって代表される場合における本発明による第１実施例を説明するための図である。
【図４】機関出力が過給圧によって代表される場合における本発明による第１実施例を説明するための図である。
【図５】要求トルクＴＱＴを示すマップである。
【図６】実トルクＴＱＡを示すマップである。
【図７】要求過給圧ＰＭＴを示すマップである。
【図８】本発明による第１実施例の排気エネルギ増大作用を説明するための図である。
【図９】主燃料の基本噴射時期θｍｂを示すマップである。
【図１０】許容最大遅角量ΔθｍＭを示すマップである。
【図１１】主燃料の基本噴射量Ｑｍｂを示すマップである。
【図１２】本発明による第１実施例の排気エネルギ増大フラグＸＥＥＸの制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】本発明による第１実施例の主燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】本発明による第２実施例の排気エネルギ増大作用を説明するための図である。
【図１５】本発明による第２実施例の主燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１６】本発明による第３実施例の排気エネルギ増大作用を説明するための図である。
【図１７】本発明による第３実施例の許容最大遅角量ΔθｍＭを示すマップである。
【図１８】本発明による第３実施例の主燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１９】主燃料Ｑｍおよび補助燃料Ｑｐを説明するための図である。
【図２０】本発明による第４実施例の排気エネルギ増大作用を説明するための図である。
【図２１】本発明による第４実施例の燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図２２】本発明による第５実施例を説明するための図である。
【図２３】本発明による第５実施例の主燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図２４】本発明による第６実施例を説明するための図である。
【図２５】本発明による第６実施例の出力制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図２６】本発明による第７実施例の出力変動制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１８】
１    機関本体
５    ターボチャージャ
１５    燃料噴射弁
１６    コモンレール
１７    燃料ポンプ
４３    アクセルペダル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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